《土木工程施工技术》课件2 土方工程-基坑工程.ppt

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1、1.3 基坑工程1.3.1 土方边坡土方边坡1.3.2 基坑支护基坑支护1.3.3 降水降水1.3.4 基坑开挖基坑开挖基坑工程的内容1)1)支护结构的选型支护结构的选型支护结构的选型支护结构的选型2)2)地下水控制地下水控制地下水控制地下水控制3)3)基坑及其周围地层的土基坑及其周围地层的土基坑及其周围地层的土基坑及其周围地层的土体加固方案体加固方案体加固方案体加固方案4)4)土方开挖方案土方开挖方案土方开挖方案土方开挖方案5)5)工程监测及信息化施工工程监测及信息化施工工程监测及信息化施工工程监测及信息化施工6)6)对邻近建筑物及地下设对邻近建筑物及地下设对邻近建筑物及地下设对邻近建筑物及

2、地下设施的保护施的保护施的保护施的保护1.3.1土方边坡1.土方边坡的形式土方边坡的形式1)直立壁直立壁2)放坡放坡3)分级放坡分级放坡HB土方边坡坡度土方边坡坡度=HB1B/H=1：m1：m(一一)边坡稳定条件与因素边坡稳定条件与因素1、边坡稳定的条件、边坡稳定的条件1：m下滑力增大下滑力增大土体抗剪强度降低土体抗剪强度降低土体的下滑使土体中产生剪应力。引起下滑力增加的因素主要有：坡顶上堆物、行车等荷载；雨水或地面水渗入土中使土的含水量提高而使土的自重增加；地下水渗流产生一定的动水压力；土体竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力等。引起土体抗剪强度降低的因素主要是：气候的影响使土质松软；土体内含水

3、量增加而产生润滑作用；饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。2、造成土壁塌方的主要原因有：、造成土壁塌方的主要原因有：(1)边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。(2)雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。(3)基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度.(二二)放坡与护面放坡与护面1、直壁(不加支撑)的允许深度：密实、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；坚硬的粘土：2m。2、放边

4、坡边坡坡度I=tg=H/B=1:(B/H)=1:mm坡度系数。mB/H(2)边坡形式：斜坡、折线坡、踏步(台阶)式(见图1-11所示)深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度边坡护面措施：边坡护面措施：覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法，喷混凝土法覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法，喷混凝土法土的类别土的类别边坡坡度（高边坡坡度（高:宽）宽）坡顶无荷载坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有静载坡顶有动载坡顶有动载中密的砂土中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类砂土中密的碎石类砂土1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土硬塑的粉土1:0.671:0.751:

5、1.00中密的碎石类粘土中密的碎石类粘土1:0.501:0.671:0.75缓陡3、边坡护面措施：覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法见图见图1-122.放坡开挖的适用条件1)1)场地允许场地允许2)2)邻近无重要建筑物和管线邻近无重要建筑物和管线3)3)基坑边土体位移限制不大基坑边土体位移限制不大4)4)土质为一般粘性土或粉土以及碎石土、风土质为一般粘性土或粉土以及碎石土、风化岩石等良好土质化岩石等良好土质5)5)开挖深度超过开挖深度超过4545米时，宜采用分级放坡米时，宜采用分级放坡6)6)地下水位降至坑底地下水位降至坑底1：m（1）无支护开挖方法）无支护开挖方法（2）有支护开挖方

6、式）有支护开挖方式挡土墙挡土墙止水帷幕止水帷幕1.3.2基坑支护结构支撑支撑三、支护结构三、支护结构当地质条件和周围环境不允许放坡时使用如下特殊支护结构：1.横撑式支撑2.护坡桩挡墙3.土钉墙支护4.地下连续墙1.2.3.0基槽、管沟的支护水平式支撑水平式支撑：断续或连续断续或连续的挡土板水平放置。断续的挡土板水平放置。断续式水平挡土板支撑，适于式水平挡土板支撑，适于能保持直立壁的干土或天能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土，深度在然湿度的粘土，深度在3m3m以内。连续式水平挡土板以内。连续式水平挡土板支撑，适于较潮湿的或散支撑，适于较潮湿的或散粒的土，深度在粒的土，深度在5m5m以内。以内。垂

7、直式支撑：垂直式支撑：断续或连续断续或连续的挡土板垂直放置。适于的挡土板垂直放置。适于土质较松散或湿度很高的土质较松散或湿度很高的土，地下水较少，深度不土，地下水较少，深度不限。限。锚拉支撑：水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆与锚桩拉紧，锚桩必须设在土的破坏范围以外，在用拉杆与锚桩拉紧，锚桩必须设在土的破坏范围以外，在挡土板内侧回填土。适用于开挖面积较大、深度不大的基挡土板内侧回填土。适用于开挖面积较大、深度不大的基坑或使用机械挖土。坑或使用机械挖土。1.重力式水泥土（搅拌桩）挡墙1.3.2.1 基坑支护基坑支护 挡土墙挡

8、土墙 止水帷幕止水帷幕 软弱土层加固软弱土层加固用途：用途：深层搅拌桩机的组成由深层搅拌机（主机）、机架及灰浆搅拌机、灰浆泵等配套机械组成（图1-31）。图1-31深层搅拌桩机机组1主机；2机架；3灰浆拌制机；4集料斗；5灰浆泵；6贮水池；7冷却水泵；8道轨；9导向管；10电缆；11输浆管；12水管搅拌下沉边喷浆、边搅拌、边提升施工工艺搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”工艺，主要依据水泥掺入比及土质情况而定。水泥掺量较小，土质较松时，可用前者，反之可用后者。“一次喷浆、二次搅拌”的施工工艺流程如图1-32所示。当采用“二次喷浆、三次搅拌”工艺时可在图示步骤e）作

9、业时也进行注浆，以后再重复d）与e）的过程。a)定位；b)预埋下沉；c)提升喷浆搅拌；d)重复下沉搅拌；e)重复提升搅拌；f)成桩结束图1-32“一次喷浆、二次搅拌”施工流程挡土墙挡土墙搅拌桩止水帷幕搅拌桩止水帷幕支撑支撑搅拌桩被动区搅拌桩被动区加固加固 挡土墙挡土墙 止水帷幕止水帷幕 软弱土层加固软弱土层加固2.灌注桩挡墙灌注桩挡土墙灌注桩挡土墙止水帷幕止水帷幕支撑支撑板式支护结构3.地下连续墙工艺过程：工艺过程：作导槽作导槽钻槽孔钻槽孔放钢筋笼放钢筋笼水下灌注混凝土水下灌注混凝土基坑开挖与支撑。基坑开挖与支撑。钻抓法4.钢板桩钢板桩施工中山市东河水利枢纽工程是在河中中山市东河水利枢纽工程是

10、在河中20多米厚的流塑性淤泥地多米厚的流塑性淤泥地质上采用大型钢板桩围堰施工质上采用大型钢板桩围堰施工5.土钉墙和复合土钉墙工艺过程：工艺过程：搅拌桩帷幕搅拌桩帷幕挖土挖土喷射混凝土喷射混凝土打孔打孔插筋、注浆插筋、注浆铺铺放、压固钢筋网放、压固钢筋网喷射混凝土喷射混凝土挖下层土挖下层土（1 1）内支撑内支撑内支撑内支撑钢结构支撑：钢管（钢结构支撑：钢管（609）、型钢（）、型钢（H型钢）型钢）钢筋混凝土支撑钢筋混凝土支撑内支撑内支撑围檩围檩1.3.2.2 支撑外拉锚外拉锚围檩围檩2）外拉锚）外拉锚 挡墙顶部拉锚挡墙顶部拉锚 土锚杆拉锚土锚杆拉锚外拉锚支架支架台座台座垫板垫板锚具锚具拉杆拉杆横

11、梁横梁套管套管拉杆拉杆锚固体锚固体挡墙挡墙远洋大厦挡土支护结构构造远洋大厦挡土支护结构构造泛利大厦挡土支护结构构造泛利大厦挡土支护结构构造3）斜撑式基坑土方开挖1.掌握基坑土方开挖的基本原则；2.熟悉不同基坑开挖方法的选择；3.掌握各种开挖方法的施工流程。开挖基本原则基坑工程开挖常用的方法有直接分层开挖、有内支撑分层开挖、盆式开挖、岛式开挖及逆作法开挖等，工程中可根据具体条件选用。在无内支撑的基坑中，土方开挖中应遵循“土方分层开挖、垫层随挖随浇”的原则；在有支撑的基坑中，应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，垫层也应随挖随浇。此外，土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致。基

12、坑(槽)土方开挖时应对支护结构、周围环境进行观察和监测，如出现异常情况应及时处理，待恢复正常后方可继续施工。直接分层开挖直接分层开挖包括放坡开挖及无支撑的基坑开挖。放坡开挖适合于基坑四周空旷、有足够的放坡场地，周围没有建筑设施或地下管线的情况，在软弱地基条件下，不宜挖深过大，一般控制在67m左右，在坚硬土中，则不受此限制。放坡开挖施工方便，挖土机作业时没有障碍，工效高，可根据设计要求分层开挖或一次挖至坑底；基坑开挖后主体结构施工作业空间大，施工工期短。无内支撑支护可分为悬臂式（a）、拉锚式（图b、c）、重力式（图d）、土钉墙（图e）等几种。无内支撑支护的土壁可垂直向下开挖，因此，不需在基坑边留

13、出很大的场地，便于在基坑边较狭小、土质又较差的条件下施工。同时，在地下结构完成后，其坑边回填土方工作量小。a）悬臂式；b）拉锚式；c）土锚杆；d）重力式；e）土钉墙有内支撑支护的基坑开挖在基坑较深、土质较差的情况下，一般支护结构需在基坑内设置支撑。有内支撑支护的基坑土方开挖比较困难，其土方分层开挖主要考虑与支撑施工相协调。a)浅层挖土、设置第一层支撑；b)第二层挖土；c)设置第二层支撑；d)开挖第三层土 盆式开挖盆式开挖盆式开挖盆式开挖基坑面积大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。基坑面积大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。开挖过程：开挖过程：开挖过程：开挖过程：先开挖基坑中央部分，形成

14、盆式此时可利用留位的土坡来保证支护结构的稳定，先开挖基坑中央部分，形成盆式此时可利用留位的土坡来保证支护结构的稳定，此时的土坡相当于此时的土坡相当于“土支撑土支撑”。随后再施工中央区域内的基础底板及地下室结构形成随后再施工中央区域内的基础底板及地下室结构形成“中心岛中心岛”。在地下室结构达到一定强度后开挖留坡部位的土方，并按在地下室结构达到一定强度后开挖留坡部位的土方，并按“随挖随撑，先撑后随挖随撑，先撑后挖挖”的原则，在支护结构与的原则，在支护结构与“中心岛中心岛”之间设置支撑最后再施工边缘部位的地之间设置支撑最后再施工边缘部位的地下室结构。下室结构。优点优点优点优点：盆式开挖方法支撑用量小

15、、费用低、盆式部位土方开挖方便，这在基坑：盆式开挖方法支撑用量小、费用低、盆式部位土方开挖方便，这在基坑面积很大的情况下尤显出优越性，因此，在大面积基坑施工中非常适用。面积很大的情况下尤显出优越性，因此，在大面积基坑施工中非常适用。缺点：缺点：缺点：缺点：但这种施工方法对地下结构需设置后浇带或在施工中留设施工缝，将地但这种施工方法对地下结构需设置后浇带或在施工中留设施工缝，将地下结构分两阶段施工，对结构整体性及防水性亦有一定的影响。下结构分两阶段施工，对结构整体性及防水性亦有一定的影响。盆式开挖盆式开挖岛式开挖当基坑面积较大，而且地下室底板设计有后浇带或可以留设施工缝时，还可采用岛式开挖的方法

16、这种方法与盆式开挖类似，但先开挖边缘部分的土方，将基坑中央的土方暂时留置，该土方具有反压作用，可有效地防止坑底土的隆起，有利支护结构的稳定。必要时还可以在留土区与挡土墙之间架设支撑。在边缘土方开挖到基底以后，先浇筑该区域的底板，以形成底部支撑，然后再开挖中央部分的土方。岛式开挖2开挖注意问题开挖注意问题（1）挖前先验线；）挖前先验线；（2）连续开挖尽快完，防止水流入；）连续开挖尽快完，防止水流入；（3）坑边堆土防坍塌：及时清运；堆土）坑边堆土防坍塌：及时清运；堆土0.8m以外，高以外，高 1.5m；（4）严禁扰动基底土，加强测量防超挖：预留层，保护层，抄平清底）严禁扰动基底土，加强测量防超挖：预留层，保护层，抄平清底打木桩；打木桩；（5）发现文物，古墓停挖、上报、待处理；）发现文物，古墓停挖、上报、待处理；（6）注意安全，雨后复工先检查。）注意安全，雨后复工先检查。